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分数阶非线性薛定谔方程耦合系统中的孤子。 (英语) Zbl 1527.35133号

摘要:在21世纪,人们对具有分数导数的物理系统的兴趣激增。同样,近年来,人们对非线性动力系统的局部激励的兴趣继续显著增长。在这项工作中,我们证明了具有分数色散、线性耦合和立方非线性的三个耦合薛定谔方程非线性系统中局部解的存在性。然后,我们通过使用线性稳定性分析方法和使用分步快速傅里叶光束传播方法传播扰动解来检查这些局部解(即孤子)的稳定性。我们还证明,由于交叉相位调制效应的限制影响,孤立解在该系统中可以稳定。系统设置了相同的交叉相位调制参数,但不同的自相位调制系数。我们进一步发现,Lévy指数(LI)、传播常数和交叉相位调制效应显著影响三耦合系统中孤子的轮廓和稳定域。此外,自相位调制最强的分量的振幅在三个分量中最大,LI、传播常数或交叉相位调制系数的变化对这一结果影响不大。除了常见的扰动传播外,本文还研究了调制LI的传播,当LI突然调制时,其不稳定性增加,而当LI逐渐变化时,其稳定性增加。

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35C08型 孤子解决方案
55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)
35兰特 分数阶偏微分方程
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参考文献:

[1] Kivshar,Y.S。;Agrawal,G.P.,《光孤子:从光纤到光子晶体》(2003),学术出版社
[2] Malomed,B.A。;米哈拉奇,D。;怀斯,F。;Torner,L.,时空光孤子。J.选项。B、 R53-R72(2005)
[3] 卡尔塔绍夫,Y.V。;Malomed,B.A。;Torner,L.,非线性晶格中的孤子。现代物理学评论。,247-305 (2011)
[4] Leblond,H。;Mihalache,D.,超出缓变包络近似的少数光周期孤子模型。物理学。代表,61-126(2013)
[5] 科诺托普,V.V。;杨,J。;Zezyulin,D.A.,对称系统中的非线性波。现代物理学评论。(2016)
[6] Malomed,B.A.,《涡旋孤子:旧结果和新观点》。物理D,108-137(2019)
[7] Malomed,B.A。;Mihalache,D.,《光学和物质波介质中的非线性波:最近理论和实验结果的专题综述》。罗马·J·物理学。,106 (2019)
[8] Kartashov,Y.V。;Astrakharchik,G.E。;Malomed,B.A。;Torner,L.,《非线性场和物质多维自拍的前沿》。自然修订版物理。,185-197 (2019)
[9] Mihalache,D.,《光学和物波介质中的局部化结构:近期研究精选》。罗马尼亚共和国物理学。,403 (2021)
[10] 米哈拉奇,D。;Mazilu,D。;莱德勒,F。;Malomed,B.A。;Kartashov,Y.V。;克拉科夫,L.-C。;Torner,L.,贝塞尔光学晶格中的稳定时空孤子。物理学。修订稿。(2005)
[11] 米哈拉奇,D。;Mazilu,D。;莱德勒,F。;Kartashov,Y.V。;克拉科夫,L.-C。;托纳,L。;Malomed,B.A.,三维立方五次Ginzburg-Landau方程中的稳定涡环面。物理学。修订稿。(2006)
[12] 朱,X。;Wang,H。;李,H。;He,W。;He,Y.,偶时对称周期势支持的二维多峰隙孤子。选择。莱特。,2723-2725 (2013)
[13] 曾磊。;科诺托普,V.V。;卢,X。;蔡,Y。;朱,Q。;Li,J.,非线性缺陷维持的局域模和暗孤子。选择。莱特。,2216-2219 (2021)
[14] Kartashov,Y.V。;Arkhipova,A.A。;Zhuravitskii,S.A。;Skryabin,北卡罗来纳州。;迪亚科诺夫,I.V。;卡林金,A.A。;Kulik,S.P。;Komparets,V.O。;Chekalin,S.V。;托纳,L。;Zadkov,V.N.,拓扑三聚体阵列中边缘孤子的观测。物理学。修订稿。(2022)
[15] 曾磊。;史J。;李,J。;李,J。;Wang,Q.,五次非线性晶格中的暗孤子族。选择。快递,42504-42511(2022)
[16] 曾磊。;史J。;贝利奇,M.R。;米哈拉奇,D。;陈,J。;卢,X。;蔡,Y。;Li,J.,饱和非线性晶格中的多极孤子。非线性动力学。,3665-3678 (2023)
[17] 王,X。;He,J.,Darboux变换和反时空非局部短脉冲方程的一般孤立子解。物理D(2023)·Zbl 1510.35011号
[18] Baizakov,B.B。;Malomed,B.A。;Salerno,M.,《周期势中的多维孤子》。欧洲鱼。莱特。,642-648 (2003)
[19] Lamporesi,G。;多纳德罗,S。;Serafini,S。;达尔福沃,F。;Ferrari,G.,在玻色-爱因斯坦凝聚体中自发产生Kibble-Zurek孤子。自然物理学。,656-660 (2013)
[20] 德里本,R。;Kartashov,Y.V。;Malomed,B.A。;Meier,T。;Torner,L.,空间增长排斥非线性介质中的孤子陀螺仪。物理学。修订稿。(2014)
[21] 曾磊。;曾杰。;Kartashov,Y.V。;Malomed,B.A.,《允许平顶孤子的Purely-Kerr非线性模型》。选择。莱特。,1206-1209 (2019)
[22] 亨德森,G.W。;Robb,G.R.M。;Oppo,G.-L。;Yao,A.M.,通过玻色-爱因斯坦凝聚体传输的旋涡光束控制光原子孤子和原子传输。物理学。修订稿。(2022)
[23] 曾磊。;Zhu,Y。;Malomed,B.A。;米哈拉奇,D。;王,Q。;Long,H。;蔡,Y。;卢,X。;Li,J.,二次分数孤子。混沌孤子分形(2022)·Zbl 1498.35602号
[24] 朱,X。;Wang,H。;郑丽霞。;李,H。;He,Y.-J.,具有超晶格实部的偶时复周期光学晶格中的间隙孤子。选择。莱特。,2680-2682 (2011)
[25] 何毅。;朱,X。;米哈拉奇,D。;刘杰。;Chen,Z.,(mathcal{PT})对称混合线性非线性光学晶格中的晶格孤子。物理学。版本A(2012)
[26] 朱,X。;Liao,S。;蔡,Z。;邱,Y。;He,Y.,具有二维非宇称时间对称复势的Kerr介质中的孤立子。混沌孤子分形(2021)·Zbl 1498.35163号
[27] 曾磊。;Malomed,B.A。;米哈拉奇,D。;蔡,Y。;卢,X。;朱,Q。;Li,J.,由非均匀非线性介质稳定的平底气泡、暗孤子和旋涡。非线性动力学。,815-830 (2021)
[28] 王,Q。;Belić,M.R。;米哈拉奇,D。;曾磊。;张,L。;Lin,J.,热非局部非线性介质中的涡旋混沌。物理学。E版(2022年)
[29] 曾磊。;Belić,M.R。;米哈拉奇,D。;Xiang,D。;王,Q。;杨,J。;Zhu,X.,非线性光学中的三角亮孤子和玻色-爱因斯坦凝聚。选择。快递,9563-9578(2023)
[30] 王,Q。;米哈拉奇,D。;Belić,M.R。;曾磊。;Lin,J.,不同势井之间的孤子变换。选择。莱特。,747-750 (2023)
[31] 曾磊。;朱,X。;Belić,M.R。;米哈拉奇,D。;史J。;Chen,J.,具有非均匀自聚焦非线性的非线性薛定谔方程中的多峰和多环孤子。非线性动力学。,5671-5680 (2023)
[32] 拉斯金,N.,分数量子力学和Lévy路径积分。物理学。莱特。A、 298-305(2000)·Zbl 0948.81595号
[33] 拉斯金,N.,分数量子力学。物理学。E版,3135-3145(2000)
[34] 拉斯金,N.,分数薛定谔方程。物理学。E版(2002年)
[35] Zhang,Y。;刘,X。;Belić,M.R。;钟伟。;Zhang,Y。;Xiao,M.,分数阶薛定谔方程中光束的传播动力学。物理学。修订稿。(2015)
[36] Zhang,Y。;钟,H。;Belić,M.R。;Zhu,Y。;钟伟。;Zhang,Y。;Christodoulides,D.N。;Xiao,M.,分数阶薛定谔方程中的PT对称性。激光光子学修订版,526-531(2016)
[37] Laskin,N.,分数量子力学(2018),《世界科学:新加坡世界科学》·Zbl 1425.81007号
[38] Malomed,B.A.,《分数阶介质中的光孤子和旋涡:近期结果的迷你评论》。光子学,353(2021)
[39] Stickler,B.A.,空间分数量子力学的潜在凝聚态实现:一维莱维晶体。物理学。E版(2013年)
[40] Longhi,S.,《光学中的分数薛定谔方程》。选择。莱特。,1117-1120 (2015)
[41] 刘,X。;Malomed,B.A。;Zeng,J.,深晶格非线性分数阶系统中的局域模。高级理论模拟。(2022)
[42] 黄,C。;邓,H。;张伟。;Ye,F。;Dong,L.,具有非对称势的非线性分数阶薛定谔方程中的基本孤子。欧洲鱼。莱特。,24002 (2018)
[43] 邱,Y。;Malomed,B.A。;米哈拉奇,D。;朱,X。;彭,X。;He,Y.,具有陷阱势的分数阶非线性薛定谔方程中单峰和多峰孤子的稳定性。混沌孤子分形(2020)·Zbl 1495.35199号
[44] 史J。;Zeng,J.,一维空间分数导数饱和非线性介质中的孤子。安·物理。(柏林),1(2020年)·Zbl 07762243号
[45] 曾磊。;Zeng,J.,具有空间周期调制非线性的分数阶薛定谔方程中的一维孤子:非线性晶格。选择。莱特。,2661-2664 (2019)
[46] 李,P。;Malomed,B.A。;Mihalache,D.,分数衍射和竞争非线性支持的亚稳态孤子项链。选择。快递,34472-34488(2020)
[47] 曾磊。;米哈拉奇,D。;Malomed,B.A。;卢,X。;蔡,Y。;朱,Q。;Li,J.,分数维立方五次非线性晶格中的基本孤子和多极孤子族。混沌孤子分形(2021)·Zbl 1498.35161号
[48] 钟伟。;Belić,M.R。;Malomed,B.A。;Zhang,Y。;Huang,T.,分数维时空可访问孤子。物理学。E版(2016)
[49] Zhong,W.P。;贝利奇,M.R。;Zhang,Y.,分数维可及孤子。《物理学年鉴》,110-116(2016)·Zbl 1377.35229号
[50] 朱,X。;杨,F。;曹,S。;谢军。;He,Y.,分数阶薛定谔方程中的多极隙孤子,具有偶时对称光学晶格。选择。快递,1631-1639(2020)
[51] 李,L。;李,H.-G。;阮,W。;冷,F.-C。;Luo,X.-B.,分数阶衍射偶时对称晶格中的间隙孤子。J.选项。Soc.Amer公司。B、 488-494(2020)
[52] 曾磊。;Belić,M.R。;米哈拉奇,D。;史J。;李,J。;李,S。;卢,X。;蔡,Y。;Li,J.,具有饱和非线性和分数衍射的介质中的间隙孤子及其复合体族。非线性动力学。,1671-1680 (2022)
[53] 谢军。;朱,X。;He,Y.,具有偶时对称光学晶格的非线性分数阶薛定谔方程中的矢量孤子。非线性动力学。,1287-1294 (2019) ·Zbl 1430.35214号
[54] 朱,X。;曹,S。;谢军。;邱,Y。;具有分数阶衍射的光学晶格中的He,Y.矢量表面孤子。J.选项。Soc.Amer公司。B、 3041-3047(2020)
[55] 曾磊。;Zeng,J.,通过剪裁非常规光学衍射和非线性来防止高阶孤子的临界坍塌。Commun公司。物理。,26 (2020)
[56] 李,P。;Malomed,B.A。;Mihalache,D.,分数阶非线性薛定谔方程中具有立方五阶非线性的涡旋孤子。混沌孤子分形(2020)·Zbl 1489.35301号
[57] 曾磊。;Malomed,B.A。;米哈拉奇,D。;蔡,Y。;卢,X。;朱,Q。;Li,J.,分数衍射克尔介质中的气泡和W形孤子。非线性动力学。,4253-4264 (2021)
[58] 陈,J。;Zeng,J.,纯非线性分数阶系统中的自发对称破缺。混沌(2020)·Zbl 1440.35306号
[59] 李,P。;Dai,C.,具有竞争三次五次非线性的非线性分数阶薛定谔方程中光孤子的双圈和叉对称破缺分岔。安·物理。(柏林)(2020)·Zbl 07764334号
[60] 李,P。;李,R。;戴,C。;分数衍射支持的二维光孤子的对称破缺分岔和稳定性。选择。快递,3193-3210(2021)
[61] Malomed,B.A.,耦合非线性薛定谔方程中的束缚孤子。物理学。版本A,R8321-R8323(1992)
[62] Kevrekidis,P.G。;Frantzeskakis,D.J.,耦合非线性薛定谔模型中的孤子:最新发展综述。物理版。,140-153 (2016)
[63] 德罗,N。;Malomed,B.A.,具有立方五阶非线性的线性耦合二维波导中的对称和非对称孤子和旋涡。《物理D》,526-541(2011)·兹比尔1220.37066
[64] 佩利诺夫斯基,D.E。;Yang,J.,耦合非线性薛定谔方程中多峰矢量孤子的不稳定性。螺柱应用。数学。,109-137 (2005) ·Zbl 1145.35461号
[65] Charalampidis,E.G。;Kevrekidis,P.G。;Frantzeskakis,D.J。;Malomed,B.A.,具有不等色散系数的耦合非线性薛定谔方程中的Vortex孤子复合体。物理学。E版(2016)
[66] Zhong,W.P。;Belić,M.R。;Zhang,Y.Q.,偶时对称势中的分数维可及孤子。安·物理。(柏林)(2018)
[67] Dong,L.W。;Huang,C.M.,分数维具有(mathcal{PT})对称势的双泵浦孤子。选择。快递,10509-10518(2018)
[68] 黄,C.M。;邓海英(Deng,H.Y.)。;Zhang,W.F。;Ye,F.W。;Dong,L.W.,具有(mathcal{PT})对称势的非线性分数阶薛定谔方程中的基本孤子。欧洲鱼。莱特。,24002 (2018)
[69] 姚明,X.K。;Liu,X.M.,分数阶薛定谔方程中具有偶时对称晶格势的孤子。《光子研究》,875-879(2018)
[70] Dong,L.W。;Huang,C.M.,具有部分偶时对称方位势的分数阶系统中的涡旋孤子。非线性动力学。,1019-1028 (2019)
[71] 朱,X。;Yang,F.W。;曹雪莲。;谢建清。;He,Y.J.,具有宇称时间对称光学晶格的分数阶薛定谔方程中的多极隙孤子。选择。快递,1631-1639(2020)
[72] 李,P.F。;Malomed,B.A。;Mihalache,D.,具有PT对称势的分数阶非线性薛定谔方程中的对称破缺分岔和鬼态。选择。莱特。,3267-3270 (2021)
[73] Molina,M.I.,分数非线性二聚体。科学。代表,10044(2021)
[74] 吴振康。;Yang,K.B。;Ren,X.J。;李,P。;文,F。;顾义忠。;Guo,L.J.,分数维圆锥衍射调制与PT-对称势。混沌孤子分形(2022)
[75] 王,J。;吴琼。;杜,C。;Yang,L。;薛,P。;Fan,L.,具有分数衍射效应的双通道对称波导中的光束控制。物理学。莱特。A(2023年)
[76] 钟,M。;Wang,L。;李,P。;Yan,Z.,分数对称可饱和非线性薛定谔方程支持的自发对称破缺和鬼态。混沌(2023)
[77] 钟,M。;Yan,Z.,具有非厄米势的二维分数阶非线性介质中的自发对称破缺和鬼态。Commun公司。物理。,92 (2023)
[78] 李,P。;李,J。;Han,B。;马,H。;Mihalache,D.,(mathcal{PT})-空间分数薛定谔方程中的对称光学模式和自发对称破缺。罗马尼亚共和国物理学。,106 (2019)
[79] Malomed,B.A。;Kevrekidis,P.G.(法国)。;Frantzeskakis,D.J。;Nistazakis,H.E。;Yannacopoulos,A.N.,二次谐波产生晶格中的一维和二维孤子。物理学。E版(2002年)·Zbl 0986.82033号
[80] Kartashov,Y.V。;科诺托普,V.V。;Abdullaev,F.K.,自旋-耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的间隙孤子。物理学。修订稿。(2013)
[81] 洛巴诺夫,V.E。;Kartashov,Y.V。;科诺托普,V.V。;基础,高等教育。;自旋-比特耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中的多极、A.N.和半涡旋隙孤子。物理学。修订稿。(2014)
[82] 朱,X。;Xiang,D。;Zeng,L.,自旋-耦合玻色-爱因斯坦凝聚与偶时对称塞曼晶格中的基本和多极间隙孤子。混沌孤子分形(2023)
[83] Yan,Z.,新的可积多莱维指数和混合分数阶非线性孤子体系。混沌孤子分形(2022)·Zbl 1508.35205号
[84] 曾磊。;Zeng,J.,分数量子耦合器。混沌孤子分形(2020)·Zbl 1495.35161号
[85] 伊斯兰教,M.T。;阿克巴,医学硕士。;Ahmad,H.,分数耦合(2+1)维非线性薛定谔方程的各种光孤子解。选择。量子电子。,129 (2022)
[86] 李,P。;Sakaguchi,H。;曾磊。;朱,X。;米哈拉奇,D。;Malomed,B.A.,分数衍射系统中的第二次谐波产生。混沌孤子分形(2023)
[87] 斯特鲁宁,D.V。;Malomed,B.A.,分数耦合器中静态和移动孤子的对称破缺跃迁。物理学。E版(2023年)
[88] 曾磊。;史J。;卢,X。;蔡,Y。;朱,Q。;陈,H。;Long,H。;Li,J.,分数维增益和损耗对称耦合器的稳定和振荡孤子。非线性动力学。,1831-1840 (2021) ·Zbl 1517.35216号
[89] 曾磊。;Belić,M.R。;米哈拉奇,D。;王,Q。;陈,J。;史J。;蔡,Y。;卢,X。;Li,J.,具有分数空间导数的自旋-位耦合系统中的孤子。混沌孤子分形(2021)·Zbl 1496.35155号
[90] Sun,W.R。;田,B。;Wang,Y.F。;Zhen,H.L.,α螺旋蛋白质中三耦合四阶非线性薛定谔方程的孤子激发和相互作用。欧洲物理学。J.D,146(2015)
[91] 刘,S。;Zhang,Y。;Malomed,B.A。;Karimi,E.,分数阶薛定谔方程在时域中的实验实现。自然社区。,222 (2023)
[92] Yang,J.,《可积和不可积系统中的非线性波》(2010),SIAM:SIAM Philadelphia·Zbl 1234.35006号
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